CN117289482A - 一种基于3d打印的眼镜及用途 - Google Patents

Abstract

本发明属于穿戴设备技术领域，具体涉及一种基于3D打印的眼镜及用途。本发明提供的基于3D打印的眼镜，包括镜框和安装在镜框上的镜片，沿镜框还设有内衬环；内衬环具有柔性的面层和包覆在面层内的弹性支撑体；在面层上且位于内衬环的内侧设有若干第一贯通孔，在面层上且位于内衬环的外侧设有若干第二贯通孔；在弹性支撑体内还成型有若干消光通道，消光通道的一端连接第一贯通孔，另一端连接第二贯通孔。本发明提供的基于3D打印的眼镜，可以提供舒适的佩戴感受，有效阻隔外部光线干扰，实现良好的透气性，具有广泛的适应性，可以个性化设计和生产，并且具有广泛的使用场景。

Description

一种基于3D打印的眼镜及用途

技术领域

本发明属于穿戴设备技术领域，具体涉及一种基于3D打印的眼镜及用途。

背景技术

随着专业运动的兴起和科技的发展，运动防护眼镜和VR眼镜已经普遍的出现在人们的视野中。但这些眼镜均有一个特点，其内衬部位的海绵长时间佩戴后十分闷热潮湿，透气性差导致眼镜部位出汗严重。

目前市面上的防护眼镜以及VR眼镜的内衬以海绵为主，外部附有织物。内衬材料主要选用发泡密度高的海绵，该种海绵柔软性较好，具有较好的密闭性，这样可以与人体面部之间具有良好的贴合性和不透光性。然而，这类材料也存在透气性不佳的问题，使得长时间佩戴眼镜后，眼部会感到闷热和不适，同时也引发汗液和湿气在眼部积聚。

对于运动防护眼镜，当运动员进行剧烈运动时，汗液和湿气在眼部积聚，可能导致视线模糊或失焦，影响运动员专注和反应能力，增加意外发生的风险。对于VR眼镜，长时间佩戴后汗液和湿气的积聚也会对虚拟现实体验产生不可忽视负面影响。视野模糊或失焦不仅会降低沉浸感，还可能引起头晕、恶心等不适症状。此外，湿气和汗液的积聚可能导致眼镜产生异味和滋生细菌，也加大了交叉感染的风险。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种基于3D打印的眼镜及用途。本发明的目的是要提供一种既具有良好的贴合性和不透光性又具有良好的透气性和舒适性的眼镜。

本发明提供的基于3D打印的眼镜，包括镜框和安装在镜框上的镜片，沿镜框还设有内衬环；内衬环具有柔性的面层和包覆在面层内的弹性支撑体；在面层上且位于内衬环的内侧设有若干第一贯通孔，在面层上且位于内衬环的外侧设有若干第二贯通孔；在弹性支撑体内还成型有若干消光通道，消光通道的一端连接第一贯通孔，另一端连接第二贯通孔。

作为进一步的优化方案，消光通道为螺旋形通道、波浪形通道、折线形通道中的一种或多种连接形成的组合；进入消光通道的光线受到消光通道内壁的一次或多次吸收作用而被削弱至肉眼不可见的强度。

作为进一步的优化方案，消光通道为螺旋形通道，螺旋角度在360°~1080°范围内，螺旋形通道的截面选自圆形、椭圆形、多边形。

作为进一步的优化方案，消光通道为螺旋形通道，通道截面为圆形，螺旋角度在360°~1080°范围内，长径比在9~35范围内。

作为进一步的优化方案，面层、弹性支撑体和消光通道采用3D打印一体成型。

作为进一步的优化方案，弹性支撑体包括多个构造节和多个构造杆，每一构造节向不同方向引出多个构造杆，每一构造杆的两端连接不同的构造节；构造节和构造杆在三维空间上排布连接，共同形成弹性支撑体。

作为进一步的优化方案，平均每一构造节直接相连的构造杆的数量、平均每一构造杆的杆径、平均每一构造杆的长度；通过设置结构参数中的至少一种参数不同，使弹性支撑体朝向人体面部的一侧的柔性大于远离人体面部的一侧的柔性。

作为进一步的优化方案，眼镜还具有束带，束带两端分别设置在镜框的两边，束带上设置有松紧调节扣。

作为进一步的优化方案，眼镜还具有头箍，头箍呈环状，头箍的前端与镜框的中部相连接。

作为进一步的优化方案，头箍上与人体后脑勺接触的部位套设有柔性垫。

本发明提供的基于3D打印的眼镜可以用作VR眼镜、滑雪护目镜、登山护目镜、骑行护目镜、攀岩护目镜中的任意一种或多种用途。

有益效果

本发明提供的基于3D打印的眼镜，可以提供舒适的佩戴感受，有效阻隔外部光线干扰，实现良好的透气性，具有广泛的适应性，可以个性化设计和生产，并且具有广泛的使用场景。

提供舒适的佩戴感受：内衬环具有柔软的面层和弹性支撑体，可以提供良好的触感和舒适性，减轻眼镜对面部的压力和疼痛感；内衬环也避免镜框直接接触面部，防止不适感和刮伤。

阻隔外部光线干扰：内衬环与人体眼部的皮肤良好贴合，防止外部光线从缝隙中进入；此外，消光通道的路径及构造设计使光线进入消光通道后经过多次折射和吸收，直至达到肉眼不可见的水平，有效阻隔了外部光线干扰。

实现良好的透气性：消光通道贯穿内衬环，通过气体交换通道，提高眼镜的透气性，减少眼部周围的闷热感。

广泛的适应性：通过调节弹性支撑体不同部位的结构参数，使朝向人体面部的一侧的柔性大于远离人体面部的一侧的柔性，这样可以更好地适配不同人面部的不同形状和曲线，提供更贴合的佩戴感。

可个性化设计和生产：内衬环可以使用3D打印技术进行个性化设计和生产，根据个体的面部形状和佩戴需求提供更市场细分的产品。

广泛的使用场景：提供的眼镜可以用作VR眼镜、滑雪护目镜、登山护目镜、骑行护目镜、攀岩护目镜中的任意一种或多种用途。

附图说明

图1为实施例1所述VR眼镜的结构示意图。

图2为实施例1所述VR眼镜的面层的结构示意图。

图3为实施例1所述VR眼镜的弹性支撑体的结构示意图。

图4为实施例1所述VR眼镜的弹性支撑体的局部放大示意图。

图5、图6、图7为螺旋形的消光通道示例的结构示意图。

图8为实施例2所述运动护目镜的结构示意图。

图9为实施例2所述运动护目镜的面层的剖视图。

图10为实施例2所述运动护目镜的弹性支撑体的结构示意图。

图11为实施例2所述运动护目镜的弹性支撑体的局部放大示意图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种VR眼镜，包括镜框1和安装在镜框1上的镜片2，沿镜框1还设有内衬环3；内衬环3具有柔性的面层31和包覆在面层31内的弹性支撑体32，面层31如图2所示，弹性支撑体32如图3和图4所示。其中，镜框1是VR眼镜的主要结构，提供了整个眼镜的基本框架，也用于固定和支撑镜片2。镜片2是VR眼镜的成像部分，通过发光或反射来显示虚拟现实世界的图像，使用户可以清晰地观察和体验虚拟现实内容。内衬环3是安装在镜框1上的柔性垫材，与人体眼部的皮肤接触，提供良好的触感和舒适性，避免镜框1与面部的直接接触，防止不适感和刮伤。此外，柔性的内衬环3与人体眼部的皮肤具有良好的贴合性，防止外部光线从人体与眼镜之间的缝隙中进入，防止外部光线对用户体验虚拟现实内容造成干扰。

内衬环3的面层31如图2所示，在面层31上且位于内衬环3的内侧设有若干第一贯通孔311，在面层31上且位于内衬环3的外侧设有若干第二贯通孔312。

弹性支撑体32如图3和图4所示，在弹性支撑体32内还成型有若干消光通道321，消光通道321的一端连接第一贯通孔311，另一端连接第二贯通孔312。消光通道321包括但不限于螺旋形通道、波浪形通道、折线形通道中的一种或多种连接形成的组合；进入消光通道321的光线受到消光通道321内壁的一次或多次吸收作用而被削弱至肉眼不可见的强度。消光通道321位于弹性支撑体32内，连接着第一贯通孔311和第二贯通孔312，形成了螺旋形、波浪形、折线形或其组合的气体交换通道。光线在通道内进行多次折射和吸收，能量快速衰减而无法从另一端射出或者光线强度降至肉眼不可见的水平。消光通道321通过削弱和消除光线进入眼镜，减少眩光，提供更好的视觉效果和沉浸感。

此外，消光通道321贯穿内衬环3，虽然光线无法穿过，但气体任然可以流通，从而也形成了气体交换通道。通过消光通道321，眼部周围的空气可以流通，并与外部环境进行交换，这样可以有效提高眼镜的透气性，减少眼部周围的闷热感。眼部产生的湿气也可以通过消光通道321排出，避免在镜片2积聚，获得更好的视觉效果。

如上所述，消光通道321包括但不限于螺旋形通道、波浪形通道、折线形通道中的一种或多种连接形成的组合。此外，通道的截面选自圆形、椭圆形、多边形，多边形可以选择正方形、长方形、三角形、五边形、六边形、梯形、菱形等。

消光通道321优选为螺旋形通道，螺旋形通道内没有转折，空气在螺旋形通道流动阻力较小，有利于提高透气性。螺旋形通道有利于光线在通道内经过多次折射和吸收，从而削弱光线的强度，使得光线不会从通道的另一端射出。螺旋角度优选在360°~1080°范围内，通道截面为圆形时，长径比优选在9~35范围内。当螺旋角度过大以及长径比过大时，通道路径会变长，降低了空气的流通效率；过小的螺旋角度和过小的长径比则容易导致光线在通道中折射次数减少，不利于光线的阻隔。

图5、图6、图7示意性地列举了几种不同优选的螺旋形通道，其中，图5所示为截面为圆形的螺旋角度为360°的螺旋通道；图6所示为截面为圆形的螺旋角度为720°的螺旋通道；图7所示为截面为正五边形的螺旋角度为720°的变径螺旋通道。

如图3和图4所示，弹性支撑体32包括多个构造节322和多个构造杆323，每一构造节322向不同方向引出多个构造杆323，每一构造杆323的两端连接不同的构造节322；构造节322和构造杆323在三维空间上排布连接，共同形成弹性支撑体32。通过多个构造节322和构造杆323的连接，弹性支撑体32能够承受外部应变和力的作用，并且能够在施加力量后恢复到原来的形状。这种结构设计可以有效吸收和缓冲外部冲击和挤压，从而保护眼镜和提供舒适的佩戴感。此外，大量构造节322和多个构造杆323连接的形式还可以使弹性支撑体32具有更好的稳定性和耐用性，能够经受长时间使用保持基本的整体形状且不失去其弹性。

弹性支撑体32的结构参数包括：平均每一构造节322直接相连的构造杆323的数量、平均每一构造杆323的杆径、平均每一构造杆323的长度；通过设置结构参数中的至少一种参数不同，使弹性支撑体32朝向人体面部的一侧的柔性大于远离人体面部的一侧的柔性。不同人体面部的形状和曲线是不同的，通过使朝向人体面部的一侧的柔性大，可以更好地适应面部的曲线，提供更贴合的佩戴感。这样可以减轻或避免镜框对面部其他区域的不适压迫，减少因佩戴时间过长而导致的面部疼痛或压力集中问题。此外，朝向人体面部的一侧的柔性大，可以提供更好的贴合性和稳定性。通过给予面部更大的支撑和接触面积，可以改善眼镜的固定性，减少眼镜在活动中的晃动和滑动，提高佩戴的稳定性和舒适度。

通过减少每一构造节322直接相连的构造杆323的数量，可以弱化连接，加强弹性支撑体32的变形范围，从而提高柔性；通过减小构造杆323的杆径，可以减小整体的刚度和抗弯刚性，从而提高柔性；通过增加构造杆323的长度可以减小整体的刚度，增加弹性支撑体32的变形性，从而增加柔性。反之，通过增加平均每一构造节322直接相连的构造杆323的数量，增加平均每一构造杆323的杆径，减小平均每一构造杆323的长度，可以降低柔性。

内衬环3的制造涉及面层31、弹性支撑体32和消光通道321，在空间上具有较复杂的结构，其可以采用3D打印一体成型。3D制造技术具有高度灵活性和设计自由度，可以实现复杂的内衬环3结构的制造。此外，还可以根据个体的面部形状和眼镜佩戴需求，进行个性化的设计和生产，提供更市场细分的产品。

内衬环3的材质优选但不仅限于热塑性聚氨酯弹性体。热塑性聚氨酯弹性体具有弹性好、承载强、耐油、耐水、耐霉菌等优点，且便于3D打印加工。热塑性聚氨酯弹性体具有良好的弹性，可以在外力作用下产生较大的变形并迅速恢复原状，因此可以为佩戴者提供舒适的佩戴感受。其良好的弹性性能可以有效缓解眼镜对面部的压力和疼痛感，提高佩戴的舒适度。热塑性聚氨酯弹性体具有优异的耐久性，能够抵抗日常使用中的摩擦，也使得眼镜内衬环的寿命更长，能够经受长时间佩戴和多次形变而不失去其弹性和功能。

如图1所示，VR眼镜还具有头箍5，头箍5呈环状，头箍5的前端与镜框1的中部相连接，头箍5上与人体后脑勺接触的部位套设有柔性垫51，以方便佩戴。

实施例2

如图8所示的一种运动护目镜，可以作为滑雪护目镜、登山护目镜、骑行护目镜、攀岩护目镜等使用。

图8所示为运动护目镜的整体结构，包括镜框1和安装在镜框1上的镜片2，沿镜框1还设有内衬环3；内衬环3具有柔性的面层31和包覆在面层31内的弹性支撑体32，面层31如图9所示，弹性支撑体32如图10和图11所示。

从图9、图10和图11中可见，该运动护目镜的内衬环3仅在整体形状上与VR眼镜的内衬环3有所区别，但其面层31、弹性支撑体32、消光通道321、第一贯通孔311和第二贯通孔312的结构和布置均与VR眼镜中内衬环3的设计一致，因此不再重复介绍。

如图8所示，该运动护目镜还具有束带4，束带4两端分别设置在镜框1的两边，束带4上设置有松紧调节扣41。

以上实施方式是示例性的，其目的是说明本发明的技术构思及特点，以便熟悉此领域技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于3D打印的眼镜，包括镜框（1）和安装在镜框（1）上的镜片（2），其特征在于：沿所述镜框（1）还设有内衬环（3）；所述内衬环（3）具有柔性的面层（31）和包覆在所述面层（31）内的弹性支撑体（32）；在所述面层（31）上且位于所述内衬环（3）的内侧设有若干第一贯通孔（311），在所述面层（31）上且位于所述内衬环（3）的外侧设有若干第二贯通孔（312）；在所述弹性支撑体（32）内还成型有若干消光通道（321），所述消光通道（321）的一端连接所述第一贯通孔（311），另一端连接所述第二贯通孔（312）。

2.根据权利要求1所述的基于3D打印的眼镜，其特征在于：所述消光通道（321）为螺旋形通道、波浪形通道、折线形通道中的一种或多种连接形成的组合；进入所述消光通道（321）的光线受到消光通道（321）内壁的一次或多次吸收作用而被削弱至肉眼不可见的强度。

3.根据权利要求1所述的基于3D打印的眼镜，其特征在于：所述消光通道（321）为螺旋形通道，螺旋角度在360°~1080°范围内，所述螺旋形通道的截面选自圆形、椭圆形、多边形。

4.根据权利要求1所述的基于3D打印的眼镜，其特征在于：所述消光通道（321）为螺旋形通道，通道截面为圆形，螺旋角度在360°~1080°范围内，长径比在9~35范围内。

5.根据权利要求4所述的基于3D打印的眼镜，其特征在于：所述面层（31）、弹性支撑体（32）和消光通道（321）采用3D打印一体成型。

6.根据权利要求5所述的基于3D打印的眼镜，其特征在于：所述弹性支撑体（32）包括多个构造节（322）和多个构造杆（323），每一构造节（322）向不同方向引出多个构造杆（323），每一构造杆（323）的两端连接不同的构造节（322）；所述构造节（322）和构造杆（323）在三维空间上排布连接，共同形成所述弹性支撑体（32）。

7.根据权利要求6所述的基于3D打印的眼镜，其特征在于：所述弹性支撑体（32）的结构参数包括：平均每一构造节（322）直接相连的构造杆（323）的数量、平均每一构造杆（323）的杆径、平均每一构造杆（323）的长度；通过设置结构参数中的至少一种参数不同，使所述弹性支撑体（32）朝向人体面部的一侧的柔性大于远离人体面部的一侧的柔性。

8.根据权利要求5所述的基于3D打印的眼镜，其特征在于：所述眼镜还具有束带（4），所述束带（4）两端分别设置在所述镜框（1）的两边，所述束带（4）上设置有松紧调节扣（41）。

9.根据权利要求5所述的基于3D打印的眼镜，其特征在于：所述还具有头箍（5），所述头箍（5）呈环状，所述头箍（5）的前端与所述镜框（1）的中部相连接。

10.一种眼镜的用途，其特征在于：所述眼镜为权利要求1至9任一项所述的基于3D打印的眼镜，所述眼镜用作VR眼镜、滑雪护目镜、登山护目镜、骑行护目镜、攀岩护目镜中的任意一种或多种用途。